变电所直流屏论文

为6KV 中心变电所直流系统增加《绝缘监视》装置 王 玉 花

焦化厂6KV 中心变电所和公司所属的桃园变电所、兰桥变电所、总降压变电所、高线厂变电所一样，属于公司一类变电所，原是二道江发电厂直配线，即原二道江发电厂12#线直配焦化1#受电柜，原二道江发电厂14#线直配焦化厂6KV 中心变电所2#受电柜。

2005年度，公司为取消二道江发电厂直配线，将焦化厂6KV 中心变电所的供电电源改接到公司所属的总降压变电所，即总降压变电所的6#馈出柜馈到焦化厂6KV 中心变电所的1#受电柜，总降压变电所的45#馈出柜馈到焦化厂6KV 中心变电所的2#受电柜。

焦化厂6KV 中心变电所主要供电区域是焦化厂1#、2#、3#焦炉的生产线系统，同时焦化厂6KV 中心变电所的26#柜负责给股份公司炼铁厂4#高炉的2#鼓风机3600KW 的高压电动机供电。

焦化厂6KV 中心变电所原有的44台高压开关柜是长春新生开关厂60年代的产品，是采用落地式手车，手车上的油断路器的合闸机构采用的是CD-17型的，而真空断路器的合闸机构是采用CD-10型的，合闸电流都大约在100A ，手车上配置有直流接触器、熔断器等，手车和高压开关柜之间采用插头和插座连接，硬接线的电流密度大，

焦化厂为了优化3# 焦炉煤气鼓风机即70万吨化产系统的工艺操作，为70万吨化产系统煤气鼓风机800KW 高压电动机增设了一台《美国罗宾康公司》生产的高压变频调速器时，采用一拖二的模式即70万吨化产系统两台煤气鼓风机的高压电动机共用一套高压变频调速装置，在6KV 中心变电所内增设了一台ZN63型高压真空断路器的高压开关柜和供两台煤气鼓风机高压电动机切换高压变频调速装置用的两台高压真空接触器柜。

在1#、2#焦炉的60万吨化产系统，两台煤气鼓风机已超期服役，导致煤气鼓风机非正常换车的频次逐年增多。公司机动部也明确规定，焦化厂60万吨和70万吨化产系统的两台煤气鼓风机不能同时运行在同一段母线上。为了延长60万吨化产系统煤气鼓风机的运行周期，为60万吨化产系统煤气鼓风机高压电动机增设电源切换柜时，又增设了两台锦州开关厂生产的ZN28-VS1高压开关柜。（即一台煤气鼓风机配置两台高压开关柜分别在一、 二段母线上，每台煤气鼓风机既可以在一段母线上运行，也可以在二段母线上运行，减少了60万吨化产系统煤气鼓风机非正常换车的频次，延长了煤气鼓风机的运行周期）。

焦化厂干熄焦工艺自2004年投产以来，由于各种原因，导致干熄焦变电所全部停产多次，为了干熄焦工艺安全生产秩序的稳定，又增设了焦化厂6KV 中心变电所和焦化厂干熄焦变电所的联络线柜。

焦化厂4、5#焦炉工程施工占地，污水处理系统迁移。新建设的

污水脱硫脱氮水处理系统按装的是吉林永大集团生产的永磁机构的五台高压真空断路器柜。现在在焦化厂6KV 中心变电所内有56台高压开关柜，有电磁合闸机构、弹簧储能合闸机构和电磁合闸永磁保持的三种高压开关柜。

在高压开关柜中，17台电动机控制柜，是机旁控制方式，在机旁操作台内，配置控制开关、指示仪表和信号装置。而变压器控制柜，现场电力变压器配置变压器温度、轻瓦斯、重瓦斯保护等信号装置。

变电所值班室设置有操作盘，操作熔断器、控制开关、监视仪表都集中在操作盘上除电动机柜，所有高压开关柜都采用集中操作方式。高压开关柜，采用的是继电保护和声、光信号报警方式的信号装置，电器元件多，硬接线多。

当变电所内直流系统出现接地故障时，使用常规的选线方法查找接地故障时的难度较大。特别是70万吨化产系统煤气鼓风机高压变频调速装置的两台切换柜，高压柜内配置的是电保持的高压真空接触器，不允许使用常规的选线方法查找直流系统接地故障。

为了能做到在焦化厂6KV 中心变电所内发生直流系统接地故障时，能快速查找出接地故障点，从而以保证焦化厂6KV 中心变电所供电网络安全稳定运行，焦化厂拟在6KV 中心变电所内增设一套《直流系统绝缘在线监测装置》]

直流系统绝缘在线监测装置工作原理：

焦化厂6KV 中心变电所内《直流系统绝缘在线监测装置》采用的是鞍山恒通自动化设备有限公司生产的DEC-Ⅱ型直流系统绝缘检测仪，人、机界面采用LCD 显示屏。其检测工作原理完全是通过套在直流系统各个馈出支路上的漏电流传感器的输出信号实现的，而漏电流传感器是采用保定霍尔电子有限公司生产的霍尔电流传感器，当某支路出现接地故障时，该霍尔电流传感器即能输出信号，计算机就能采样此信号，判断出接地支路，计算出接地电阻和接地电压。

功能简述：

1、 当直流系统的某支路发生接地故障时，本装置能够迅速查出接

地的极性，路号（模拟显示图中光标闪动回路为接地故障回路）接地电阻值和所属母线段数。

2、 同时还可以把接地日期，时间记录下来，以供用户集中监视。

3、 可对直流系统的Ⅰ、Ⅱ段母线电压进行监视，对母线电压的上，

下限值进行越限报警（报警值可由用户整定），报警方式采取了面板红色指示闪动及音响来提醒运行人员，同时还提供一组常开触点供用户集中控制使用。

4、 本装置可用在一段母线的直流系统中，也可监视两段独立的直

流母线系统。本装置的标准配置为一段母线1—32个回路，二段母线为1—32个回路，也可以根据用户的实际情况适当调整。

5、 系统具有日期，时钟显示，用户可对其进行实时修正。

闭环霍尔传感器的工作原理：

1879年，美国物理学家Edwim Herbert Hall发现了霍尔效应，此后，霍尔技术越来越多地应用于工业控制的各个领域。进入20世纪80年代，随着电子元件制造技术的发展，霍尔电流/电压传感器的性能有很大提高，特别是闭环霍尔电流/电压传感器的研制成功，大大扩展了该产品的应用领域。

2、霍尔效应与霍尔器件

霍尔效应是霍尔器件的理论基础。当把小电流的半导体薄片置于磁场中时，半导体内的载流子受洛伦兹力的作用而发生偏转，使半导体两侧产生电势差，该电势差即为霍尔电压VH ；这个VH 电压与磁感应强度B 及控制电流Ic 成正比，经过理论推算得到以下等式关系：

VH=（RH/d）X B XIc （1）

式中，VH 为霍尔电压；B 为磁感应电压；Ic 为控制电流；RH 为霍尔系数；d 为半导体片的厚度。

在式（１ ）若保持控制电流IC 不变, 在一定条件下. 可通过测量霍尔电压推算出磁感应强度的大小, 由此建立了磁场与电压信号的联系; 根据这一关系式. 人们研制了用于测量磁场的半导体器件即霍尔器件。

3、闭环霍尔电流传感器的 工作原理

闭环霍尔电流传感器是用霍尔器件作为核心敏感元件、用于隔离检测电流的模块化产品，其工作原理是霍尔磁平衡式的（或称霍尔磁补偿、霍尔零磁通式）众所周知，当电流I 过一根长的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导体的电流的大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线性关系，因此可以用测得输出信号，直接反应导线中电流的大小即

Ｉ∝Ｂ∝ＶＨ（２）

式中，Ｉ为通过导线中的电流；Ｂ为导线通电流后产生的磁感应强度；ＶH 为霍尔器件在磁场中产生的霍尔电压。

选择适当的比例系数，上述关系表示为等式。

对于霍尔输出电压ＶＨ的处理，人们设计了许多种电路，但总体来讲可以分为两类：一类为开环（或称直测、直检式）霍尔电流传感器；另一类为闭环（或称零磁通、磁平衡式）霍尔电流传感器。

针对霍尔传感器的电路形式，人们最容易想到的是将霍尔元件的输出电压运用运算放大器直接放大，得到所需要的信号电压，由此电

压值来标定原边被测电流的大小，这种形式的霍尔传感器通常称为开环霍尔传感器。开环传感器的优点是电路形式简单、成本较低；其缺点是精度和线性度较差，，响应的时间较慢，温度漂移较大。为克服开环霍尔电流传感器的缺点，20世纪80年代末期，国外出现了闭环霍尔电流传感器。1989年，北京701厂引进国外技术率先在国内开展闭环霍尔电流传感器的研究和生产。经过十几年的努力，这种传感器逐渐为国内广大用户了解和应用。

闭环霍尔电流传感器的工作原理是磁平衡式的。即原边电流（IN ）所产生的磁场通过一个副边线圈的电流IM 所产生的磁场进行补偿，使霍尔器件始终处于检测零磁通的工作状态。当原副边补偿电流产生的磁场在磁芯中达到平衡时。式（3）成立。

N X IN= n X IM（3）

式中ＩＮ为原边电流；Ｎ为原边线圈的匝； ＩＭ为副边补偿电流；n 为副边线圈的匝数。

由式（３）看出，当已知传感器原边和副边线圈匝数时通过测量副边补偿电流ＩＭ的大小，即可推算原电流ＩＮ的值，从而实现原边电流的隔离测量。

《直流系统绝缘在线监测装置》在焦化厂6KV 中心变电所内直流系统安装运行后达到了预想的效果，为焦化厂6KV 中心变电所供电网络的安全稳定运行，发挥了应有的作用。

为6KV 中心变电所直流系统增加《绝缘监视》装置

王 玉 花 通 钢 股 份 公 司 焦 化 厂